Повышение эффективности кольцевого сверления на основе совершенствования конструкции инструмента и схемы резания

• Автор: Волков, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 252 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА КОЛЬЦЕВОЙ

ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

1.1 Особенности и проблемы обработки кольцевых поверхностей

1.2 Анализ работ, посвященных кольцевой обработке

1.3 Выводы, цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ

КОЛЬЦЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

2.1 Разработка нового способа обработки кольцевых поверхностей
2.2 Определение основных параметров кольцевой обработки
и их граничных значений по предложенному способу
2.3 Классификация процесса кольцевой обработки
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ РЕЖУЩИХ
ПЛАСТИН ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-СИЛОВОГО РАВНОВЕСИЯ ПРОЦЕССА КОЛЬЦЕВОГО СВЕРЛЕНИЯ ПО ПРЕДЛАГАЕМОМУ СПОСОБУ
3.1 Условие температурно-силовой устойчивости процесса кольцевого сверления
3.2 Определение параметров сечения среза и угла схода стружки
при кольцевом сверлении по предлагаемому способу
3.3 Влияние геометрии режущих пластин на параметры сечения среза при несвободном резании материалов
3.4 Аналитическое определение главных составляющих сил резания, действующих на режущие пластины при кольцевом сверлении по предлагаемому способу
3.5 Аналитическое определение осевого смещения режущих пластин инструмента, предназначенного для кольцевого сверления по предлагаемой схеме резания по предлагаемой схеме резания
3.6 Экспериментальная проверка адекватности разработанных математических моделей и влияния степени неуравновешивания
сил резания на амплитуду вибраций
3.7 Выводы

ГЛАВА 4. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРОЦЕССА КОЛЬЦЕВОГО СВЕРЛЕНИЯ ПО ПРЕДЛАГАЕМОМУ СПОСОБУ
4.1 Расчетное определение оптимальной скорости резания процесса кольцевого сверления
4.2 Прогнозирование выходных характеристик процесса кольцевого сверления
4.3 Прикладная программа для автоматизированного определения рациональных технологических условий процесса кольцевого сверления
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
5.1 Расчет и проектирование инструмента для кольцевой обработки
по предлагаемому способу
5.2 Разработка и внедрение технологического процесса обработки кольцевой полости в детали “корпус демпферной муфты ТНВД”
5.3 Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж
Приложение И
Акт внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Всестороннее развитие машиностроения, выпуск новых машин и оборудования различного технологического назначения, требуют от современного производства эффективной обработки труднообрабатываемых материалов и сложнопрофильных поверхностей, в том числе и кольцевых.
Обработка такого рода поверхностей является одним из сложных и трудоемких процессов, так как силы резания велики и не уравновешены, отвод стружки весьма затруднен, инструмент работает в стесненных и напряженных условиях, сопровождающихся сильной вибрацией, которая резко снижает его стойкость, вызывает выкрашивание и приводит в негодность. Для существующих в настоящее время генераторной, профильной и прогрессивной схем резания отсутствуют оригинальные, простые, но наукоемкие технические решения, которые бы позволили значительно повысить эффективность данного процесса, а именно повысить производительность обработки путем её оптимизации и стабилизации, а в итоге снизить себестоимость изготовления продукции.
По функциональному назначению различают два вида кольцевой обработки: трепанирующая и формообразующая. Трепанирующая обработка рис. I используется для получения отверстий больших диаметров (Б > 60 мм) и заготовок, с целью снижения расхода материала и затрат на производство.
Кольцевое трепанирующее сверление имеет ряд преимуществ по сравнению со сплошным сверлением:
1) меньше затраты энергии на резание;
2) меньшая нагрузка на режущие и направляющие элементы инструмента;
3) возможность экономии металла за счет использования вырезанного стержня (см. рис. 1).
К недостаткам кольцевого сверления следует отнести:
1) поперечные колебания инструмента происходят с частотой вращения заготовки;

При сверлении отверстий диаметром более 80 мм и длиной до 500 мм согласно работе [1] целесообразно применять сверло для кольцевого высверливания.
В отличие от существующих конструкций кольцевых сверл данная конструкция обеспечивает свободный выход из корпуса сверла высверленного сердечника металла, не нарушая кромок режущих пластин.
Режущие пластины 2 кольцевого сверла рис. 23 с коническим хвостовиком установлены в корпусе 1 с возможностью свободного поворота на осях 3, размещенных в пазах 4 корпуса, подпружиненных с помощью пружин 5 и фиксирующихся фиксатором 6.
Рис. 23. Конструкция кольцевого сверла для трепанирующей обработки, обеспечивающая свободный выход заготовки